機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

周亮　劉孝福

摘要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種不同的學(xué)科之間進(jìn)行了各種交叉滲透，機(jī)電一體化就是其中一種。自從誕生以來，這種新興的學(xué)科已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，同時它對機(jī)械工業(yè)的發(fā)展也有巨大的促進(jìn)作用。本文通過對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行討論，從而分析幾點(diǎn)一體化技術(shù)未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化； 技術(shù)； 現(xiàn)狀； 發(fā)展趨勢

1.機(jī)電一體化技術(shù)的概述

到目前為止，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為一個具有完整體系的新興學(xué)科。所謂的機(jī)電一體化指的是機(jī)械技術(shù)、計算機(jī)與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)以及系統(tǒng)技術(shù)等結(jié)合在一起的技術(shù)總稱。

首先，機(jī)械技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)就是機(jī)械技術(shù)，如何同機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)是其著眼點(diǎn)，利用高新技術(shù)對機(jī)械技術(shù)進(jìn)行改善，變更其結(jié)構(gòu)、材料以及性能，從而使其重量減小、體積縮小、精度和剛度有所提高以及性能得到改善。

其次，計算機(jī)與信息技術(shù)。計算機(jī)信息處理技術(shù)之中包含很多個方面：信息交換、存取、運(yùn)算、判斷以及決策，專家系統(tǒng)技術(shù)，精神網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及專家系統(tǒng)技術(shù)。

第三，自動控制技術(shù)。其中高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、不成、再現(xiàn)和檢索都包含在自動控制技術(shù)當(dāng)中。

第四，系統(tǒng)技術(shù)。所謂的系統(tǒng)技術(shù)就是指利用整體概念，將各種先關(guān)技術(shù)進(jìn)行組織和應(yīng)用，以全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)進(jìn)行出發(fā)，把總體分接成為相互關(guān)聯(lián)的多個功能單位。系統(tǒng)技術(shù)中最為重要的一個方面是借口技術(shù)，這種技術(shù)能夠保證系統(tǒng)的各個部分進(jìn)行有機(jī)的鏈接。

第五，傳感檢測技術(shù)。系統(tǒng)的感受器官就是傳感檢測技術(shù)，它能夠?qū)ψ詣涌刂坪妥詣诱{(diào)節(jié)進(jìn)行有效的實現(xiàn)。系統(tǒng)的自動化程序同它的功能成正比。為了保證機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到較高的水平，因該將傳感器的能力進(jìn)行提高，要求其獲取信息時能夠更加快速和精確，并且能夠經(jīng)受得住嚴(yán)酷的環(huán)境考驗。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

日本是最早提出機(jī)電一體化這個概念的國家。在九十年代末，第一屆機(jī)電一體化的國際性學(xué)術(shù)會議在日本召開之后，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的開發(fā)得到了各國政府的重視。當(dāng)前，機(jī)電一體化的技術(shù)發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)較為迅速的兩個國家是美國和日本。職能傳感器、人工智能工業(yè)機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)、細(xì)微加工技術(shù)以及光電一體化技術(shù)是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)研究的重點(diǎn)方面。

在我國，對機(jī)電一體化的研究與運(yùn)用的時間相對較晚，為了將同美、日等國家這方面研究的差距減少，近些年來，我國對機(jī)電一體化技術(shù)的研究投入了當(dāng)量的資金。而且機(jī)電一體化技術(shù)也得到了國務(wù)院的極大的重視，為此，國家還成立了專門的機(jī)電一體化研究小組進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)的研究。為了滿足對社會發(fā)展對相關(guān)人才的需求，近年來，很多大專院校在校內(nèi)成立的機(jī)電一體化專業(yè)，培養(yǎng)了大量的機(jī)電一體化技術(shù)人才。經(jīng)過多年的努力，很多研究機(jī)構(gòu)和大中型企業(yè)在機(jī)電一體化技術(shù)方面取得了重大的進(jìn)展。

一般來講，機(jī)電一體化技術(shù)得到普遍應(yīng)用的領(lǐng)域是機(jī)械制造業(yè)。近些年來，在數(shù)控機(jī)床的自主生產(chǎn)方面，我國已經(jīng)取得了重大的突破，其年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的能力已經(jīng)達(dá)到了年產(chǎn)三千套以上。在機(jī)電一體化技術(shù)的精度方面，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)已經(jīng)可以達(dá)到適當(dāng)?shù)木ぞ?。而在工業(yè)機(jī)器人的軟件設(shè)計和編程等關(guān)鍵領(lǐng)域，我國也已經(jīng)取得了巨大的技術(shù)進(jìn)步。當(dāng)前，在工業(yè)機(jī)器人行業(yè)，全國產(chǎn)的機(jī)器人已經(jīng)占到了三成以上。在計算機(jī)集成制造方面，我國的制造技術(shù)和制造理論已經(jīng)得到了長足的發(fā)展，CIMS單元技術(shù)實驗室已經(jīng)在多個地區(qū)進(jìn)行了建立，各領(lǐng)域也正在展開著計算機(jī)集成制造技術(shù)的研究。除此之外，在光電一體化技術(shù)和微細(xì)加工技術(shù)方面，我國的機(jī)電一體化技術(shù)同樣也取得了令人驕傲的成績。

3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1.智能化。

機(jī)電一體化同傳統(tǒng)的機(jī)械自動化有很大的區(qū)別，其最主要的區(qū)別就在于智能化，同時，新世紀(jì)中，機(jī)電一體化的發(fā)展方向也在于此。近些年來，處理速度不斷提高的處理器、高性能化的微機(jī)、集成化與智能化的傳感器系統(tǒng)，使得嵌入智能控制法的應(yīng)用成為了現(xiàn)實，同時，也將機(jī)電一體化產(chǎn)品有力的推向了智能化的發(fā)展方向。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品是指能夠模擬人類智慧，具有一定的判斷推理、邏輯思維和自主局端的能力。

3.2.微型化。

機(jī)電一體化科技含量最高的一個分支是微機(jī)電系統(tǒng)，這種產(chǎn)品泛指不到一立方米的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品具有很多優(yōu)勢，不僅體積小，而且動作靈活，在很多個領(lǐng)域都得會得到廣泛的應(yīng)用：醫(yī)學(xué)、航空以及軍事方面。

3.3.綠色化。

工業(yè)的不斷發(fā)展，使得人們的生活得到了巨大的改變。從一方面來看，人們的生活由于機(jī)械化的生產(chǎn)而得到了更多的產(chǎn)品，使得物質(zhì)豐富、生活更加舒適。但是，從另一個方面來看，資源不斷的減少，我們周圍的生態(tài)環(huán)境受到了極大的污染。因此，人們開始呼吁對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)而各種綠色產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，因此，進(jìn)行綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。

3.4.網(wǎng)絡(luò)化。

當(dāng)今時代，計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了普及，這機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響?，F(xiàn)在，在日常的生活中，隨處可見基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用。因此，我們可以預(yù)想到，利用家庭網(wǎng)絡(luò)，將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心得計算機(jī)集成家電系統(tǒng)將進(jìn)入人們的生活當(dāng)中。從這方面來看，網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)電一體化發(fā)展的一個方向。

3.5.系統(tǒng)化。

系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)化的一個表現(xiàn)特征。另一個表現(xiàn)特征是通信功能會極大的增強(qiáng)，能夠?qū)⑦h(yuǎn)程和系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)的需要的局部網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被實現(xiàn)。在將來，機(jī)電一體化會將產(chǎn)品與人的關(guān)系予以更大的重視。與此同時，還將根據(jù)一些生物的優(yōu)良結(jié)構(gòu)來進(jìn)行新型機(jī)體的制造，從而使機(jī)電一體化能夠向生物系統(tǒng)化的方向發(fā)展。

4.結(jié)語：

總而言之，機(jī)電一體化，這個多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，會對社會生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。并且，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，它將同其他的各項技術(shù)相互融合，得到更加廣闊的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳立. 對機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢的探討[J]. 科協(xié)論壇（下半月）. 2007（04）

[2] 潘麗霞. 論機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 山西科技. 2010（04）

[3] 張翠梅. 機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 黑龍江科技信息. 2010（04）

作者簡介：

周亮 （1985.4.9-）男，漢族，江蘇宜興人，江蘇久信醫(yī)用凈化工程有限公司。

劉孝福（1983.3.30-）男，漢族，河南周口，江蘇久信醫(yī)用凈化工程有限公司。